地基处理CFG桩

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1、CFG桩第六章定义：CFG桩是水泥、粉煤灰碎石桩(CementFlyashGravel)的简称，由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用振动打桩机或其他成桩设备制成的一种具有一定粘结强度的桩。对象：填土、饱和及非饱和粘性土、松散砂土、粉土等。对塑性指数高的饱和软粘土要慎用。特点：CFG桩自身具有一定粘结性，可在全长范围内充分发挥桩周摩阻力和端承力，桩土应力比(n)一般为10-40。复合地基承载力的提高幅度较大，并有沉降小，稳定快的特点。第一节材料配合比及力学性能水泥一般采用425#普通水泥，碎石的粒径20～50m

2、m，石屑粒径7.5～10mm，混合料密度2.1～2.2t/m3。一、石屑掺量的影响石屑掺入量用石屑掺入率s来表示：单位立方混合料中石屑和碎石的质量碎石料之间一般为点接触，接触比表面积小，桩体抗剪强度较低。在碎石料中掺入中等粒度的石屑后，可使级配良好，增大接触比表面积，提高桩体的抗剪强度在相同水灰比（w/c）和粉煤灰水泥比（F/C）条件下，石屑率和塌落度，及石屑率和强度曲线上可看出，石屑率存在一个最佳值，过大或过小对塌落度和强度都不利。两者最佳值比较接近，都在25%～30%范围。抗压强度R28石屑率塌落度石屑率二、不

3、同水泥、粉煤灰掺量的影响某一石屑率，不同水泥、粉煤灰掺量得到的混合料的立方体抗压强度R28与灰水比C/W成正比。灰水比C/W粉煤灰/水泥（F/C）水灰比（w/c）与粉煤灰/水泥比（F/C）关系曲线三、混合料的应力应变关系混合料具有一定粘结强度，围压对其应力—应变关系影响很小。混合料的有关力学性能力学性能立方抗压强度劈裂抗压强度轴心抗压强度静力受压弹性模量龄期（天）288080数值范围（MPa）6.3～7.30.50～0.593.5～6.38.4×103～9.8×103平均值（MPa）6.70.544.38.8×10

4、3第二节加固机理CFG桩复合地基加固机理包括置换作用和挤密作用，以置换作用为主。CFG桩可全长受力，地基土质好，荷载不大，可将桩设计短一些；地基土质差，荷载不大时，将桩设计长一些；如果地基土很软，而荷载又大时，柔性桩很难满足设计要求，而CFG桩可通过应力集中实现。CFG桩桩土应力比可达10～40，桩在复合地基中承担荷载40%～75%，提高fk值可达4倍。第三节褥垫作用CFG桩的复合地基的褥垫由碎石、级配砂石、粗砂等散体材料组成。基础CFG桩垫褥1、保证桩间土共同承担荷载复合地基设计原则：变形协调，保证桩和土变形一致

5、。CFG桩复合地基，基础通过厚度为H的褥垫层与桩和桩间土相联系。若基础和桩之间不设置褥垫层(即H=0)，桩和桩间土传递垂直荷载与桩基相类似。当桩端落在坚硬土层上，基础承受荷载后，桩顶沉降变形很小，绝大部分荷载由桩承担，桩间土的承载力很难发挥。对褥垫厚度H=0，桩端落在一般粘性土上，基础承受荷载后，桩和桩间土受力随时间的变化如图所示。随着时间的增加，基础和桩的沉降变形不断增加，基础下桩间土分担的荷载不断增加．桩承扭的荷载相应减少，即有一个桩所承担的荷载逐渐向桩间土转移的过程。基础和桩之间设置一定厚度的褥垫层后，复合地

6、基中桩和桩间土荷裁的分担如图.当荷载一定时，桩顶平均应力σp和桩间土应力σs不随时间增长而变化，即使桩端落在好的土层上，σp、σs也均为一常值。这是因为褥垫层的设置，可以保证基础始终通过褥垫把一部分荷载传到桩间土上。2、减少基础底面应力集中褥垫厚度很小时，桩对基础产生应力集中，当褥垫厚度大于10cm时，应力集中明显降低。3、褥垫厚度可调整桩土荷载分担比。褥垫越厚，土承担的荷载越多，相反越薄，承担越薄，承担荷载越少。4、褥垫厚度可调整桩间土水平荷载分担比，防止断桩。褥垫厚度越大，桩顶水平位移越小，褥垫厚度大于10cm

7、，桩体不会发生水平折断。第四节CFG桩设计CFG桩设计原则：充分发挥桩体承载力。一、内容1、桩径：350～400mm。2、桩距：根据土性和挤密效果来确定，一般桩距3～5d。3、复合地基承载力或桩间土强度提高系数桩间土强度折减系数单桩承载力标准值重要工程一般工程4、单桩承载力（1）由单桩静载确定：静载试验极限承载力安全系数强度折减系数，可取0.3～0.33；桩体28天立方体试块强度桩周长第I层极限摩阻力极限端阻力取两式计算较小者（2）计算确定5、变形计算CFG桩复合地基变形S包括三部分：加固土体的压缩变形S1、下卧层

8、变形S2、褥垫层变形S3。由于S3很小，一般忽略。6、褥垫厚度一般10～30mm为宜二、设计步骤1、由地基条件和施工设备条件初定桩径和桩距，得到面积换算率m。2、由上部荷载要求的复合地基承载力求桩长（1）应力比（2）确定单桩承受的荷载1）桩顶应力：2）单桩承受的荷载：3）估算桩长：（3）桩身强度：安全系数，取2.5～3.0（4）由桩身的抗压强度，根据室内试验